甘肅省糧食產量影響因素的灰色關聯分析

梁 偉

（甘肅省農業科學院 農業經濟與信息研究所，甘肅 蘭州 730070）

一、引言

穩步提升糧食產量，增強糧食保障能力，確保國家糧食安全是我國實施鄉村振興戰略的首要目標，同時也是甘肅省農業穩步發展的重要任務。國內學者對于糧食產量的研究主要集中于三個方面，糧食安全問題、糧食產量的波動變化和相關預測研究以及糧食生產的驅動力研究，本文主要關注國內學者對于糧食產量波動變化及其影響因素的具體研究。王青華和陳棣（2006）[1]主要闡述了我國糧食產量呈現波浪型的周期性特征，并對其影響因素做了具體研究；李昊儒等（2018）[2]在此基礎上運用數學模型量化分析了我國糧食產量的波動特征；王珺鑫（2018）[3]對山東省從整體性和階段性方面分析了影響其糧食產量的影響因素；王曙光等（2018）[4]則通過劃分時間段的方式對江蘇省糧食產量的影響因素進行了深入分析。國內眾多學者也針對甘肅省的糧食產量及其影響因素進行了深入研究，方彥杰等（2015）[5]基于甘肅省黃土高原36 個縣域糧食產區的數據，針對糧食產量影響因素做了深入分析，并對此作出了相關預測；鄧笑笑（2020）[6]利用多元回歸模型對影響甘肅省糧食產量的5 個影響因素進行分析，發現有效灌溉面積和受災面積是影響甘肅省糧食產量的重要因素；郭小燕等（2011）[7]則從水旱災害時空分布的角度對甘肅省糧食產量進行了分析；許甜甜和陳英（2020）[8]利用灰色關聯模型對甘肅省糧食產量的影響因素進行了對比，并運用灰色預測模型預測了2018—2025 年的糧食產量。

甘肅省位于我國西部，屬大陸性很強的溫帶季風氣候，大部分地區氣候干燥，降水量總體偏低，其東西兩端跨度大（92?13'～108?46'E），地形較為復雜，且水土流失嚴重、生態環境脆弱，經濟發展較為滯后，各方面因素影響下導致甘肅省農業發展較為滯后，糧食安全問題較為突出。本文基于甘肅省2007—2019年的糧食產量及其影響因素的數據，運用灰色關聯分析法對影響甘肅省糧食產量的主要影響因素進行分析。

二、灰色關聯分析原理和數據處理方法

（一）灰色關聯分析原理

灰色系統理論是鄧聚龍教授于1982 年提出的，灰色關聯分析是灰色系統理論中的重要組成部分，其中關聯度是指兩個系統之間的因素，隨時間變化的關聯大小的量度，根據因素之間的發展趨勢的相似或相異程度即灰色關聯度[9-10]。通過灰色關聯分析，可以判斷因素間的關聯是否緊密，其中關聯度越高，關系越緊密，影響越大，反之則影響越小[11]。灰色關聯分析中的數據既不需要具有一定規律，也不需要樣本服從典型概率分布，適用于本文時間序列不長的數據分析，相較于其他模型具有一定優勢。

（二）灰色關聯分析數學模型

依據灰色關聯分析數學原理，建立灰色關聯分析模型共需要以下步驟：

1.根據分析目的確定分析指標體系，收集分析數據，確定因變量（目標變量）的參考序列X0={x0（k），k=1，2，…，n}和自變量（影響因素）的比較序列Xi={xi（k），k=1，2，…，n}，構建矩陣。

2.由于參考序列和比較序列的量綱（或單位）不同，不便于比較，因此對參考序列和比較序列的數據進行無量綱化處理。本文的灰色關聯分析選用均值法進行無量綱化處理，即：

3.分別計算每個比較序列與參考序列對應的絕對差值，即：

5.計算關聯系數r如式（1）；計算關聯度γ，如式（2）。依據各比較序列的關聯度的大小次序描述，關聯度值越大，則比較數列與參考數列就越相似，最后綜合分析評價結果。

式（1）中，ξ為分辨系數，ξ越小關聯度間的差異越大，分辨能力越強，取值區間在（0，1）內，通常ξ取0.5。

三、甘肅省糧食生產與主要影響因素的灰色關聯分析

（一）影響因素指標選擇及數據來源

根據《甘肅年鑒（2008—2009）》《甘肅發展年鑒（2010—2020）》和《中國統計年鑒（2008—2020）》整理所得的甘肅省糧食生產狀況，將糧食產量作為參考數列（X0），從自然因素、科技因素、經濟因素和政策因素四個宏觀層面選取糧食播種面積（X1）、受災面積（X2）、農業機械總動力（X3）、有效灌溉面積（X4）、農藥使用量（X5）、化肥施用量（X6）、農村用電量（X7）、農村就業人員數量（X8）、農村人均可支配收入（X9）、農林水務投資（X10）等10 個微觀因素作為比較數列建立甘肅省糧食產量與其影響因素的灰色關聯模型，利用SAS 軟件進行灰色關聯模型數據處理。

表1 2007—2019 年甘肅省糧食生產狀況

表2 甘肅省糧食產量影響因素指標

（二）灰色關聯分析計算

表3 糧食產量及其影響因素原始數據無量綱化

表4 甘肅省糧食產量（參考數列）與其影響因素（比較數列）的絕對值差

表5 甘肅省糧食產量各影響因素的關聯度系數

表6 甘肅省糧食產量各影響因素的關聯度及其排序

四、結果與分析

（一）影響因素關聯度排序

1.宏觀影響因素關聯度分析。從宏觀層面分析（見圖1），2007—2013 年甘肅省糧食產量的四個宏觀影響因素的關聯度從強到弱的排序分別為政策因素、科技因素、經濟因素和自然因素。2014—2019年甘肅省糧食產量的四個宏觀影響因素的關聯度從強到弱則分別為政策因素、經濟因素、科技因素和自然因素。對比兩個時間段的宏觀影響因素的關聯度排序，可發現政策因素的影響力居首位，經濟因素和自然因素的關聯度皆有較大幅度的提升，科技因素的關聯度則基本保持不變，但排名有所下降。

圖1 甘肅省糧食產量宏觀因素的分時段關聯度對比

2.微觀影響因素關聯度分析。從微觀層面來看（見圖2），2007—2013 年甘肅省糧食產量各影響因素的關聯度由強到弱排序為：農村用電量（X7）、農業機械總動力（X3）、農林水務投資（X10）、化肥施用量（X6）、有效灌溉面積（X4）、糧食播種面積（X1）、農村就業人員數量（X8）、農村人均可支配收入（X9）、受災面積（X2）、農藥使用量（X5）。

圖2 甘肅省糧食產量微觀因素的分時段關聯度對比

2014—2019 年甘肅省糧食產量各影響因素的關聯度由強到弱排序為：有效灌溉面積（X4）、糧食播種面積（X1）、農村就業人員數量（X8）、農村用電量（X7）、化肥施用量（X6）、農林水務投資（X10）、農業機械總動力（X3）、農村人均可支配收入（X9）、受災面積（X2）、農藥使用量（X5）。

總的來看，2007—2019 年甘肅省糧食產量各影響因素的關聯度由強到弱排序為：農林水務投資（X10）、農村用電量（X7）、化肥施用量（X6）、有效灌溉面積（X4）、農業機械總動力（X3）、糧食播種面積（X1）、農村就業人員數量（X8）、農藥使用量（X5）、農村人均可支配收入（X9）、受災面積（X2）。

（二）各時間段影響因素對比

1.糧食播種面積。甘肅省糧食播種面積因素由2007—2013 年的第六位（0.782）提升至2014—2019年的第二位（0.949），由此可見糧食播種面積因素對甘肅省糧食產量起到了正向的影響作用，并不斷增強。

2.有效灌溉面積。有效灌溉面積對甘肅省糧食產量的影響由2007—2013 年的第五位（0.815）提升至2014—2019 年的第一位（0.958）。可知有效灌溉面積對甘肅省糧食產量的影響有顯著的提升，因此，加強和改善農田水利設施建設，提升農田灌溉效率對甘肅省糧食產量的提升具有重要作用。

3.農村就業人員數量。相較于2007—2013 年，2014—2019 年的農村就業人員數量對甘肅省糧食產量的影響大幅提高，排名由第七位（0.716）提高至第三位（0.919）。說明近年來農村就業人員數量對糧食產量有較大的影響，同時，隨著農業現代化水平的逐步提高，對于農民的需求也進一步提升，擁有較高素質、專業技術及管理水平的新型農民在提高糧食產量過程中所發揮的作用也在逐漸提高。因此，針對現代農業發展需求，培育符合現代農業發展的高素質、高水平的新型農民，并保持一定的農業從業人員對于甘肅省糧食產量的提高具有重要意義。

4.農村用電量及化肥施用量。總的來看，農村用電量和化肥施用量作為現代農業中的重要科技因素，對甘肅省糧食產量的影響一直保持在較高的狀態，且在2007—2013 年，農村用電量在各項影響因素中排名第一位（0.915），在該時間段中，化肥施用量對甘肅省糧食產量的關聯度排名為第四位（0.860），保持在較高水平，在農業機械化水平大幅提高的時間段中對糧食產量的影響極大；在2014—2019 年，農村用電量和化肥施用量對甘肅省糧食產量關聯度的排名分別下降三位（0.890）和一位（0.884），但依然保持著較高的關聯度，可見這二者皆是現代農業中不可缺少的重要的農業生產條件，因此只有做好甘肅省糧食產業的農業基礎生產條件保障，糧食產量才能穩步提高。

5.農林水務投資。農林水務投資因素在2007—2013年和2014—2019 年的甘肅省糧食產量的關聯度排名分別為第三位（0.863）和第六位（0.878），在2007—2019 年的總體關聯度排名中排名第一（0.896），該因素對于甘肅省糧食產量的影響皆保持較高水平。

五、結論與建議

通過對甘肅省2007—2019 年的糧食產量及其影響因素的灰色關聯分析可知，農林水務投資因素作為糧食生產基礎建設及生產條件的重要物質保障，是當前決定甘肅省糧食產量的首要因素。保障基本耕地面積、提高有效灌溉面積、保障農村生產用電、提升化肥質量及保障農村務農勞動力是當前甘肅省糧食產量的重要影響因素。因此，為保障甘肅省糧食產量的穩步提升，提出以下參考性建議。

（一）堅決守住耕地紅線，穩定糧食播種面積

糧食播種面積是保障糧食產量的重要因素，堅決守住耕地紅線是穩步提升糧食產量的首要條件。在保證糧食播種面積的同時，更要實施相關耕地地力保護工作，有效提升耕地質量，合理利用耕地，實現耕地的可持續發展。

（二）增加農林水務投資，做好農業基礎設施建設及農業生產條件的保障工作

一方面，甘肅省糧食產量容易受到地理區位因素的影響，波動較大，因此亟須加強農業基礎設施建設以及完善和維護工作，以此穩定糧食產量；另一方面，農業機械化及現代化發展也需要大量的資金投入，例如，農村用電量和化肥施用量都與甘肅省糧食產量的關聯度較高，而農業機械化與現代化的發展都離不開農村電力設施建設、機械推廣以及化肥農藥科研開發的持續深入。持續增加農林水務投資是保障甘肅省糧食產量及甘肅省農業現代化發展的決定因素，只有保障農業基礎設施建設及農業生產條件的開發，甘肅省糧食產量才能穩步提升。

（三）持續推進高素質農民教育，培育符合現代農業發展需求的新型農民

在甘肅省糧食產量的灰色關聯分析中，農村就業人員數量的關聯度在2014—2019 年排名第三（0.919），可見當前在糧食生產過程中農村從業人員發揮著重要作用，因此要保障農村務農勞動力數量，培養大批符合農業現代化發展要求的、以專業技術和經營管理理念見長的新型農民，從而促進糧食產量的穩步提升和農業的可持續發展。

（四）大力推進綠色農業發展，提升糧食產量和保護生態并重

“綠水青山，就是金山銀山”，農業的可持續發展是當前糧食生產的必由之路，只有合理使用化肥農藥，保持耕地地力，加快綠色農業的進一步推進，甘肅省糧食產量才能長久地、穩定地提升。